MYSQL数据库学习系列五

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MYSQL数据库学习系列五　　

　　五．MYSQL运维实践
　　5.1-MySQL日志系统
　　什么是日志
　　日志(log)是一种顺序记录事件流水的文件
　　记录计算机程序运行过程中发生了什么
　　多种多样的用途
　　o帮助分析程序问题
　　o分析服务请求的特征、流量等
　　o判断工作是否成功执行
　　o等等……
　　MySQL日志的分类
　　服务器日志
　　o记录进程启动运行过程中的特殊事件，帮助分析MySQL服务遇到的问题
　　o根据需求抓取特定的SQL语句，追踪性能可能存在的问题的业务SQL
　　事务日志
　　o记录应用程序对数据的所有更改
　　o可用于数据恢复
　　o可用于实例间数据同步
　　分类  日志名称
　　服务器日志   服务错误日志
　　服务器日志   慢查询日志
　　服务器日志   综合查询日志
　　事务日志    存储引擎事务日志
　　事务日志    二进制日志
　　服务错误日志
　　记录实例启动运行过程中重要消息
　　配置参数
　　olog_error = /data/mysql_data/node-1/mysql.log
　　内容并非全是错误消息
　　如果mysqld进程无法正常启动首先查看错误日志
　　慢查询日志
　　记录执行时间超过一定阈值的SQL语句
　　配置参数
　　slow_query_log = 1
　　slow_query_log_file = /data/mysql_data/node-1/mysql-slow.log
　　long_query_time = 5
　　用于分析系统中可能存在性能问题的SQL
　　综合查询日志
　　如果开启将会记录系统中所有SQL语句
　　配置参数
　　general_log = 1
　　general_log_file = /data/mysql_data/node-1/mysql-slow.log
　　偶尔用于帮助分析系统问题，对性能有影响
　　查询日志的输出与文件切换
　　日志输出参数
　　log_output={file|table|none}
　　如果日志文件过大，可以定期截断并切换新文件
　　flush log;
　　存储引擎事务日志
　　部分存储引擎拥有重做日志(redo log)
　　如InnoDB, TokuDB等WAL(Write Ahead Log)机制存储引擎
　　日志随着事务commit优先持久化，确保异常恢复不丢数据
　　日志顺序写性能较好
　　InnoDB事务日志重用机制
　　InnoDB事务日志采用两组文件交替重用
　　二进制日志binlog
　　binlog (binary log)
　　记录数据引起数据变化的SQL语句或数据逻辑变化的内容
　　MySQL服务层记录，无关存储引擎
　　binlog的主要作用：
　　o基于备份恢复数据
　　o数据库主从同步
　　o挖掘分析SQL语句
　　开启binlog
　　主要参数
　　log_bin = c:/tmp/mylog/mysql-bin
　　sql_log_bin = 1
　　sync_binlog = 1
　　查看binlog
　　show binary logs;
　　binlog管理
　　主要参数
　　max_binlog_size = 100MB
　　expire_logs_days = 7
　　
　　binlog始终生成新文件，不会重用
　　
　　
　　手工清理binlog
　　
　　purge binary logs to 'mysql-bin.000009';
　　purge binary logs before '2016-4-2 21:00:40'
　　查看binlog内容
　　日志
　　show binlog events in 'mysql-bin.000011';
　　show binlog events in 'mysql-bin.000011' from 60 limit 3;
　　mysqlbinlog工具
　　mysqlbinlog c:/tmp/mylog/mysql-bin.000001
　　--start-datetime | --stop-datetime
　　--start-position | --stop-position
　　binlog格式
　　主要参数
　　binlog_format = {ROW|STATEMENT|MIXED}
　　查看row模式的binlog内容
　　mysqlbinlog --base64-output=decode-rows -v c:/tmp/mylpg/mysql-bin.000001
　　5.2-MySQL数据备份
　　基本指数 - 备份用途
　　数据备灾
　　o应对硬件故障数据丢失
　　o应对人为或程序bug导致数据删除
　　制作镜像库以供服务
　　o需要将数据迁移、统计分析等用处
　　o需要为线上数据建立一个镜像
　　基本知识 - 备份内容
　　数据
　　o数据文件或文本格式数据
　　操作日志(binlog)
　　o数据库变更日志
　　基本知识 - 冷备份与热备份
　　冷备份
　　o关闭数据库服务，完整拷贝数据文件
　　热备份
　　o在不影响数据库读写服务的情况下备份数据库
　　基本知识 - 物理备份与逻辑备份
　　物理备份
　　o以数据页的形式拷贝数据
　　逻辑备份
　　o导出为裸数据或者SQL(insert)语句
　　基本知识 - 本地备份与远程备份
　　本地备份
　　o在数据库服务器本地进行备份
　　远程备份
　　o远程连接数据库进行备份
　　基本知识 - 全量备份与增量备份
　　全量备份
　　o备份完整的数据库
　　增量备份
　　o只备份上一次备份以来发生修改的数据
　　基本知识 - 备份周期
　　考虑因素：
　　数据库大小(决定备份时间)
　　恢复速度要求(快速or慢速)
　　备份方式(全量or增量)
　　常用工具及用法
　　mysqldump - 逻辑备份，热备
　　xtrabackup - 物理备份， 热备
　　Lvm/zfs snapshot - 物理备份
　　mydumper - 逻辑备份，热备
　　cp - 物理备份，冷备
　　常用工具及用法 - mysqldump
　　MySQL官方自带的命令行工具
　　主要示例：
　　演示使用mysqldump备份表、库、实例

备份所有数据库
　　mysqldump -uroot -p123456 --socket=/var/run/mysqld/mysqld.sock --all-databases > /dbbackup/all_db.sql# 备份指定的数据库
　　mysqldump -uroot -p123456 --socket=/var/run/mysqld/mysqld.sock --databases db2 > /dbbackup/db2.sql# 备份单个表
　　mysqldump -uroot -p123456 --socket=/var/run/mysqld/mysqld.sock db2 t1 >/dbbackup/db2_t1.sql# 还原表
　　mysql > source /dbbackup/db2_t1.sql
　　演示使用mysqldump制作一致性备份
　　mysqldump --single-transaction -uroot -p123456 --all-databases > /dbbackup/add_db_2.sql
　　演示使用mysqldump远程备份一个数据库
　　mysqldump -utest -ptest -h192.168.0.68 -P3306 --all-databases > /dbbackup/remote_bakall.sql
　　演示使用mysqldump导出数据为csv格式
　　mysqldump -uroot -p123456 --single-transaction --fields-terminated-by=, db1 -T /tmp
　　常用工具及用法 - xtrabackup
　　特点：
　　开源，在线备份InnoDB表
　　支持限速备份，避免对业务造成影响
　　支持流备
　　支持增量备份
　　支持备份文件压缩与加密
　　支持并行备份与恢复，速度快
　　xtrabackup备份原理
　　基于InnoDB的crash-recovery功能
　　备份期间允许用户读写，写请求产生redo日志
　　从磁盘上拷贝数据文件
　　从InnoDB redo log file实时拷贝走备份期间产生的所有redo日志
　　恢复的时候 数据文件 + redo日志 = 一致性数据
　　实用脚本innobackupex
　　开源Perl脚本，封装调用xtrabackup及一系列相关工具与OS操作，最终完成备份过程
　　支持备份InnoDB和其他引擎的表
　　备份一致性保证
　　innobackupex备份基本流程
　　start xtrabackup_log -> copy .ibd; ibdata1 -> FLUSH TABLE WITH READ LOCK -> copy .FRM; MYD; MYI; misc files -> Get binary log position -> UNLOCK TABLES -> stop and copy xtrabackup_log
　　innobackupex使用
　　主要示例：
　　全量备份
　　innobackupex --user=root --password=123456 --defaults-file=/etc/mysql/my.cnf /dbbackup
　　增量备份
　　innobackupex --user=root --password=123456 --defaults-file=/etc/mysql/my.cnf --incremental --incremental-dir /dbbackup/2016-4-3_13:24:32 /dbbackup
　　流方式备份
　　innobackupex --user=root --password=123456 --defaults-file=/etc/mysql/my.cnf --stream=xbstream /dbbackup/ > /dbbackup/stream.bak
　　并行备份
　　innobackupex --user=root --password=123456 --defaults-file=/etc/mysql/my.cnf --parallel=4 /dbbackup/
　　限流备份
　　innobackupex --user=root --password=123456 --defaults-file=/etc/mysql/my.cnf --throttle=10 /dbbackup/
　　压缩备份
　　innobackupex --user=root --password=123456 --defaults-file=/etc/mysql/my.cnf --compress --compress-thread 4 /dbbackup/
　　如何制定备份策略
　　需要考虑的因素
　　数据库是不是都是innodb引擎表 -> 备份方式，热备or冷备
　　数据量大小 -> 逻辑备份or物理备份，全量or增量
　　数据库本地磁盘空间十分充足 -> 备份到本地or远程
　　需要多块恢复 -> 备份频率 小时or天
　　5.3-MySQL数据恢复
　　什么时候需要恢复数据
　　硬件故障(如磁盘损坏)
　　人为删除(如误删除数据、被黑)
　　业务回滚(如游戏bug需要回档)
　　正常需求(如部署镜像库、查看历史某时刻数据)
　　数据恢复的必要条件
　　有效备份
　　完整的数据库操作日志(binlog)
　　数据恢复思路
　　最新一次备份 + binlog恢复到故障时间点(适用于各种数据丢失场景)
　　挖掘最后一次备份到故障点之间的binlog获取相关SQL语句，构造反转SQL语句并应用到数据库(只是用于记录丢失，且binlog必须是row格式)
　　反转SQL语句
　　例：
　　t1(id primary key, a int)
　　反转SQL语句：

　　insert into t(id, a) values(1, 1) -> delete t1 where>　　数据库恢复工具与命令
　　mysqldump备份 -> source恢复
　　xtrabackup备份 -> xtrabackup恢复
　　binlog备份 -> mysqlbinlog恢复
　　详细示例讲解
　　恢复某几条误删数据
　　恢复误删表、库
　　将数据库恢复到指定时间点
　　恢复误删除数据
　　case：误操作，删除数据忘记带完整条件，执行delete from user where age > 30 [and sex=male]
　　需求：将被删除的数据还原
　　恢复前提：完整的数据库操作日志(binlog)
　　delete from user where sex='female';

首先需要找到binlog里的信息
　　mysqlbinlog -vv mysql-bin.000001# 找出sql语句，然后写出反转sql语句
　　恢复误删表、库
　　case：业务被黑，表被删除了(drop teble user)
　　需求：将表恢复
　　前提：备份 + 备份以来完整binlog
　　innobackupex --apply-log /dbbackup/filename# 查看binlog的位置点
　　cat xtrabackup_binlog_info# 查看结束点
　　mysqlbinlog -vv filename
　　mysqlbinlog -vv --start-position=2556990 -- stop-position=2776338
　　mysqlbinlog -vv --start-position=2556990 -- stop-position=2776338 | mysql -uroot -p123456 --sock=/dbbackup/mysql_3309/mysqld.sock
　　课程小结
　　恢复是已经非常苦逼的差事，尽量避免做。我们要做数据卫士而不是救火队员。(线上应该严格把控权限，数据变更操作应事先测试，操作时做好备份)
　　有效备份(+binlog)是重中之重，对数据库定期备份是必须的
　　备份是一切数据恢复的基础
　　5.4-MySQL线上部署
　　MySQL线上部署
　　考虑因素：
　　版本选择， 5.1、5.5还是5.6？
　　分支选择，官方社区版？ percona server？ Mariadb？
　　安装方式，包安装？二进制包安装？源码安装？
　　路径配置，参数配置(尽量模板化、标准化)
　　一个实例多个库 or 多个实例单个库？
　　二进制安装MySQL
　　下载软件包
　　解压放到指定目录(比如/usr/local)
　　将MySQL目录放到PATH中
　　初始化实例，编辑配置文件并启动
　　账户安全设置
　　编译安装MySQL
　　下载MySQL源码安装包
　　安装必要包(make cmake bison-devel ncurses-devel build-essential)
　　Cmake配置MySQL编译选项，可以定制需要安装的功能
　　make && make install
　　初始化实例，编辑配置文件并启动
　　账户安全设置
　　MySQL升级
　　下载MySQL5.6安装包并配置MySQL5.6安装包安装路径
　　关闭MySQL5.5实例，修改部分参数，使用MySQL5.6软件启动
　　执行MySQL5.6路径下mysql_upgrade脚本
　　验证是否成功升级
　　MySQL多实例安装
　　部署好mysql软件
　　编辑多个配置文件，初始化多个实例
　　启动MySQL实例
　　MySQL多实例部署
　　为啥多实例部署？
　　充分利用系统资源
　　资源隔离
　　业务、模块隔离
　　MySQL线上安装小结
　　根据需求选择合适的版本以及分支，建议使用或升级到较高版本5.5或5.6
　　如果需要定制MySQL功能的话，可以考虑编译安装，否则的话建议使用二进制包安装，比较省事
　　根据机器配置选择部署多个MySQL实例还是单个实例，机器配置非常好的话，建议部署多实例
　　5.5-MySQL主从复制
　　MySQL主从复制
　　一主一从
　　主主复制
　　一主多从
　　多主一从
　　联级复制
　　MySQL主从复制用途
　　实时灾备，用于故障切换
　　读写分离，提供查询服务
　　备份，避免影响业务
　　MySQL主从复制部署
　　主从部署必要条件
　　主库开启binlog日志(设置log-bin参数)
　　主从server-id不同
　　从库服务器能连通主库
　　主从部署步骤：
　　备份还原(mysqldump或xtrabackup)
　　授权(grant replication slave on .)
　　配置复制，并启动(change master to)
　　查看主从复制信息(show slave status\G)
　　MySQL复制存在的问题
　　存在的问题
　　主机宕机后，数据可能丢失
　　从库只有一个sql thread，主库写压力大，复制很可能延时
　　解决方法：
　　半同步复制
　　并行复制
　　MySQL semi-sync(半同步复制)
　　半同步复制
　　5.5集成到MySQL，以插件形式存在，需要单独安装
　　确保事务提交后binlog至少传输到一个从库
　　不保证从库应用完这个事务的binlog
　　性能有一定的降低，响应时间更长
　　网络异常或从库宕机，卡住主库，直到超时或从库恢复
　　MySQL异步复制
　　MySQL semi-sync(半同步复制)
　　配置MySQL半同步复制
　　只需一次：
　　主库：
　　INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_master SONAME 'semisync_master.so';
　　从库：
　　INSTALL PLUGIN rpl_semi_sync_slave SONAME 'semisync_slave.so';
　　动态设置：
　　主库：
　　SET GLOBAL rpl_semi_sync_master_enabled=1; SET GLOBAL rpl_semi_sync_master_timeout=N; master 延迟切异步
　　从库：
　　SET GLOBAL rpl_semi_sync_slave_enabled=1;
　　配置MySQL并行复制
　　并行复制
　　社区版5.6中新增
　　并行是指从库多线程apply binlog
　　库级别并行应用binlog，同一个数据库更改还是串行的(5.7版并行复制基于事务组)
　　设置
　　set global slave_parallel_workers=10; 设置sql线程数为10
　　联级复制
　　A -> B -> C
　　B中添加参数： log_slave_updates B将把A的binlog记录到自己的binlog日志中
　　复制监控
　　查询从库状态：
　　show slave status\G
　　复制出错处理
　　常见：1062(主键冲突) 1032(记录不存在) 解决：手动处理 或： 跳过复制出错 set global sql_slave_skip_counter=1
　　总结
　　MySQL主从复制是MySQL高可用性、高性能(负载均衡)的基础
　　简单、灵活，部署方式多样，可以根据不同业务场景部署不同复制结构
　　MySQL主从复制目前也存在一些问题，可以根据需要部署复制增强功能来解决问题
　　复制过程中应该时刻监控复制状态，复制出错或延时可能给系统造成影响
　　MySQL复制是MySQL数据库工程师必知必会的一项基本技能
　　5.6-MySQL日常运维
　　DBA运维工作
　　日常
　　导数据、数据修改、表结构变更
　　加权限、问题处理 其他
　　数据库选型部署、设计、监控、备份、优化等
　　导数据及注意事项
　　数据最终形式(csv、sql文本 还是直接导入某库中)
　　导数据方法(mysqldump、select into outfile)
　　导数据注意事项
　　o导出为csv格式需要file权限，而且只能数据库本地导
　　o避免锁库锁表(mysqldump使用——single-transaction选项不锁表)
　　o避免对业务造成影响，尽量在镜像库做
　　数据修改及注意事项
　　修改前切记做好备份
　　开事务做，修改完检查好了再提交
　　避免一次 修改大量数据，可以分批修改
　　避免业务高峰期做
　　表结构变更注意事项
　　在低峰期做
　　表结构变更是否会有锁？(5.6包含online ddl功能)
　　使用pt-online-schema-change完成表结构变更
　　o可以避免主从延时
　　o可以避免负载过高，可以限速
　　加权限及注意事项
　　只给符合需求的最低权限
　　避免授权时修改密码
　　避免给应用账号super权限
　　问题处理(数据库慢？)
　　数据库慢在哪？
　　show processlist查看mysql连接信息
　　查看系统状态(iostat, top, vmstat)
　　小结
　　日常工作比较简单，但是任何一个操作都可能影响线上服务
　　结合不同环境，不同要求选择最合适的方法处理
　　日常工作应该求稳不求快，保障线上稳定是DBA的最大责任
　　5.7-MySQL参数调优
　　为什么要调整参数
　　不同服务器之间的配置、性能不一样
　　不同业务场景对数据的需求不一样
　　MySQL的默认参数只是个参考值，并不适合所有的应用场合
　　优化之前我们需要知道什么
　　服务器相关的配置
　　业务相关的情况
　　MySQL相关的配置
　　服务器上需要关注哪些
　　硬件情况
　　操作系统版本
　　CPU、网卡节电模式
　　服务器numa设置
　　RAID卡缓存
　　磁盘调度策略-write back
　　数据写入cache既返回，数据异步的从cache刷入存储介质
　　磁盘调度策略-write through
　　数据同时写入cache和存储介质才返回写入成功
　　Write Back VS Write Through
　　write Back 性能优于 Write Through
　　Write Through 比 Write Back安全性高
　　RAID
　　RAID Redundant Array of Independent Disks
　　o生产环境里一般不太会用裸设备，通常会使用RAID卡对一块盘或多块盘做RAID
　　oRAID卡会预留一块内存，来保证数据高效存储与读取
　　o常见的RAID类型有:RAID1、RAID0、RAID10和RAID5
　　RAID0 VS RAID1
　　RAID 0 - Block Striped. No Mirror. No Parity.
　　RAID 1 - Block Mirrored. No Stripe. No Parity.
　　RAID5 VS RAID10
　　RAID 5 - Block Striped. Distributed Parity.(至少三块盘，每块里有两个数据块和一个校验块)
　　RAID 10 - Block Mirrored.(每两块盘做RAID1，然后再按组做RAID0，至少四块盘)
　　RAID如何保证数据安全
　　BBU(Backup Battery Unit)
　　oBBU保证在WB策略下，即使服务器发生掉电或者宕机，也能够将缓存数据写入到磁盘，从而保证数据的安全
　　MySQL有哪些注意事项
　　MySQL的部署安装
　　MySQL的监控
　　MySQL参数调优
　　部署MySQL的要求
　　推荐的MySQL版本: >= MySQL5.5
　　推荐的MySQL存储引擎: InnoDB
　　系统调优的依据：监控
　　实时监控MySQL的slow log
　　实时监控数据库服务器的负载情况
　　实时监控MySQL内部状态值
　　通常关注哪些MySQL Status
　　Com_Select/Update/Delete/Insert
　　Bytes_received/Bytes_sent
　　Buffer Pool Hit Rate
　　Threads_connected/Threads_created/Threads_running
　　MySQL参数调优
　　为什么要调整MySQL的参数
　　oMySQL是通用数据库，但业务是多变的，默认参数无法满足所有业务需求
　　oMySQL内部一些参数是在MySQL一些很老的版本时候做的，可能之前是做限流和保护用的，但随着机器性能的提高，这些保护类的参数可能会成为性能瓶颈
　　读优化
　　合理利用索引对MySQL查询性能至关重要
　　适当的调整参数也能提升查询性能
　　innodb_buffer_pool_size
　　InnoDB存储引擎自己维护一块内存区域完成新老数据的替换
　　内存越大越能缓存更多的数据
　　innodb_thread_concurrency
　　innoDB内部并发控制参数，设置为0代表不做控制
　　如果并发请求较多，参数设置较小，后进来的请求将会排队
　　写优化
　　表结构设计上使用自增字段作为表的主键
　　只对合适的字段加索引，索引太多影响写入性能
　　监控服务器磁盘IO情况，如果写延迟较大则需要扩容
　　选择正确的MySQL版本，合理设置参数
　　哪些参数有助于提高写入性能
　　innoDB_flush_log_at_trx_commit && sync_binlog

　　innodb log file>　　innodb_io_capacity
　　innodb insert buffer
　　主要影响MySQL写性能的两个参数
　　innoDB_flush_log_at_trx_commit
　　sync_binlog
　　innoDB_flush_log_at_trx_commit
　　控制InnoDB事务的刷新方式，一共有三个值：0,1,2
　　oN=0 - 每隔一秒，把事务日志缓存区的数据写到日志文件中，以及把日志文件的数据刷新到磁盘上(高效，但不安全)
　　oN=1 - 每个事务提交时候，把事务日志从缓存区写到日志文件中，并且刷新日志文件的数据到磁盘上，优先使用此模式保障数据安全性(低效，非常安全)
　　oN=2 - 每事务提交的时候，把事务日志数据从缓存区写到日志文件中；每隔一秒，但不一定刷新到磁盘上，而是取决于操作系统的调度(高效，但不安全)
　　sync_binlog
　　控制每次写入Binlog，是否都需要进行一次持久化
　　如何保证事务的安全
　　innoDB_flush_log_at_trx_commit 和 sync_binlog都设为1
　　事务要和Binlog保证一致性
　　(加锁)-> xa_prepare, Fsync -> Write And Fsync Binlog -> InnoDB Commit, Fsync ->(释放锁)
　　串行有哪些问题
　　SAS盘一般每秒只能有150~200个Fsync。
　　换算到数据库每秒只能执行50~60个事务
　　社区和官方的改进
　　MariaDB提出改进，即使这两个参数都是1也能做到合并效果，性能得到了大幅提高。
　　官方吸收了MariaDB的思想，并在此基础上进行了改进，性能再次得到了提高
　　Tips:
　　官方在MySQL5.6版本之后才做了这个优化
　　Percona和MariaDB版本在MySQL5.5已经包含了这个优化
　　InnoDB Redo log
　　Write ahead Log
　　Redo log的作用
　　Redo log用在数据库崩溃会的故障恢复
　　Redo log有哪些问题
　　如果写入频繁导致Redo log里对应的最老的数据脏页还没有刷新到磁盘，此时数据库将卡住，强制刷新脏页到磁盘
　　MySQL默认配置两个文件才10M，非常容易写满，生产环境中应适当调整大小。
　　innodb_io_capacity
　　InnoDB每次刷多少个脏页，决定InnoDB存储引擎的吞吐能力。
　　在SSD等高性能存储介质下，应该提高该参数以提高数据库的性能。
　　Insert Buffer
　　顺序读写 VS 随机读写
　　随机请求性能远小于顺序请求
　　尽可能多的随机请求合并为顺序请求才是提高数据库性能的关键
　　MySQL从5.1版本开始支持Insert Buffer
　　MySQL5.5版本之后同时支持update和delete的merge
　　Insert Buffer只对二级索引且非唯一索引有效
　　总结
　　服务器配置要合理(内核版本、磁盘调度策略、RAID卡缓存)
　　完善的监控系统，提前发现问题
　　数据库版本要跟上，不要太新，也不要太老
　　数据库性能优化：
　　o查询优化：索引优化为主，参数优化为辅
　　o写入优化：业务优化为主，参数优化为辅